Modélisation de la matière avec l'équation SAFT pour la prédiction des propriétés thermodynamiques des fluides complexes à travers simulis thermodynamics PDF Download
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Author: Abdelkrim Belkadi
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Category :
Languages : fr
Pages : 179
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Book Description
L'émergence d'équations d'état basées sur la thermodynamique statistique telles que les équations SAFT (Statistical Associating fluid Theory) est prometteur pour la modélisation et la simulation de procédés mettant en jeu des fluides polaires complexes mal décrits à haute pression par les modèles de coefficients d'activité ou par les équations d'état cubiques applicables aux constituants non polaires. Le premier volet de ce travail détaille l'intégration de telles équations dans l'environnement du serveur de propriétés thermodynamiques Simulis thermodynamics de Prosim SA, qui fournit un ensemble de fonctions de calculs d'équilibre entre phase à tout modèle capable de décrire la fugacité de chaque phase pour une composition, pression et température donnée. Les paramètres SAFT sont directement liés à la structure moléculaire des constituants et leur stockage dans les objets bases de données du serveur demande des adaptations. Une validation de la procédure sur des systèmes binaires avec les alcanes est présentée. Le deuxième volet présente l'utilisation de l'équation soft-SAFT pour modéliser différents systèmes polaires. Premièrement la famille des nitriles saturés (acétonitrile, propionitrile, n-butyronitrile, isobutyronitrile, valéronitrile, hexanonitrile), avec une approche générique conduisant à des corrélations linéaires des paramètres SAFT en fonction de la masse moléculaire. Deuxièmement, le système réactif NO2/N2O4 et le système CO2, ainsi que leur mélange dans des conditions de CO2 supercritique, avec un traitement crossover pour la région critique. L'approche SAFT permet d'accéder à la fraction de monomère NO2 libre dans le mélange, qui est le réactif de l'oxydation de la cellulose dans un mélange CO2 – NO2/N2O4 en conditions supercritiques
Author: Abdelkrim Belkadi
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Languages : fr
Pages : 179
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Book Description
L'émergence d'équations d'état basées sur la thermodynamique statistique telles que les équations SAFT (Statistical Associating fluid Theory) est prometteur pour la modélisation et la simulation de procédés mettant en jeu des fluides polaires complexes mal décrits à haute pression par les modèles de coefficients d'activité ou par les équations d'état cubiques applicables aux constituants non polaires. Le premier volet de ce travail détaille l'intégration de telles équations dans l'environnement du serveur de propriétés thermodynamiques Simulis thermodynamics de Prosim SA, qui fournit un ensemble de fonctions de calculs d'équilibre entre phase à tout modèle capable de décrire la fugacité de chaque phase pour une composition, pression et température donnée. Les paramètres SAFT sont directement liés à la structure moléculaire des constituants et leur stockage dans les objets bases de données du serveur demande des adaptations. Une validation de la procédure sur des systèmes binaires avec les alcanes est présentée. Le deuxième volet présente l'utilisation de l'équation soft-SAFT pour modéliser différents systèmes polaires. Premièrement la famille des nitriles saturés (acétonitrile, propionitrile, n-butyronitrile, isobutyronitrile, valéronitrile, hexanonitrile), avec une approche générique conduisant à des corrélations linéaires des paramètres SAFT en fonction de la masse moléculaire. Deuxièmement, le système réactif NO2/N2O4 et le système CO2, ainsi que leur mélange dans des conditions de CO2 supercritique, avec un traitement crossover pour la région critique. L'approche SAFT permet d'accéder à la fraction de monomère NO2 libre dans le mélange, qui est le réactif de l'oxydation de la cellulose dans un mélange CO2 – NO2/N2O4 en conditions supercritiques
Author: Laurent Trassy
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 425
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Book Description
CE TRAVAIL PORTE SUR LA REPRESENTATION DES PROPRIETES THERMODYNAMIQUES DE FLUIDES PEU POLAIRES EXEMPTS D'ASSOCIATION MOLECULAIRE. AVANT D'ABORDER LES PROBLEMES DES MELANGES, IL EST INTERESSANT DE S'ARRETER SUR LA REPRESENTATION DES CORPS PURS. LA COMPARAISON DE PLUSIEURS EQUATIONS D'ETAT PERMET DE SOULIGNER LE CARACTERE NECESSAIREMENT PREDICTIF DES MODELES A EMPLOYER POUR UNE APPLICATION A DES MELANGES MAL DEFINIS, TELS QUE LES FLUIDES PETROLIERS. L'EXTREME SENSIBILITE DES RESULTATS DES EQUATIONS D'ETAT AU CHOIX DES PARAMETRES CRITIQUES CONDUIT A PENSER QU'IL PEUT ETRE SOUHAITABLE DE CONSIDERER D'AUTRES GRANDEURS THERMOPHYSIQUES POUR LES CORPS PURS. UNE EQUATION D'ETAT UTILISANT LA TEMPERATURE D'EBULLITION, COMME CELLE PROPOSEE CONIGLIO (1993), S'AVERE ETRE UNE ALTERNATIVE DE QUALITE AUX MODELES EMPLOYANT LES PARAMETRES CRITIQUES. LA METHODE DE CONIGLIO A ETE ETENDUE, DANS LE CADRE DE TRAVAIL, AUX ALCENES AINSI QU'AUX COMPOSES SOUFRES. LES RESULTATS OBTENUS POUR LES PRESSIONS DE SATURATIONS ET LES DENSITES DES LIQUIDES A SATURATION SONT TOUT A FAIT SATISFAISANTS. POUR LES MELANGES, UNE REVUE COMPARATIVE DES HYPOTHESES PERMETTANT DE REUNIR LES MODELES GAMMA-PHI ET LES EQUATIONS D'ETAT EST REALISEE. LA RESTITUTION DES EQUILIBRES LIQUIDE-VAPEUR AU VOISINAGE DU POINT CRITIQUE N'ETANT PAS TOUJOURS SATISFAISANTE AVEC LA PLUPART DES MODELES DE LA LITTERATURE, UN NOUVEAU MODELE A ETE DEVELOPPE. IL FAIT APPEL A LA REFERENCE A COMPACITE CONSTANTE GENERALISEE ET ASSOCIE, POUR LA FONCTION D'EXCES, UN MODELE DE TYPE NRTL (NON RANDOM TWO LIQUIDS) GENERALISE AU CONCEPT DE LA MOLECULE ENTOUREE PRESENTE PAR HERNANDEZ-GARDUZA (1993). LE MODELE PROPOSE DANS CE TRAVAIL A ETE APPLIQUE AVEC SUCCES A LA REPRESENTATION DES PRESSIONS DE SATURATION DE MELANGES BINAIRES AINSI QU'AUX ENTHALPIES MOLAIRES D'EXCES ET AUX CONSTANTES DE HENRY. UNE COMPARAISON APPROFONDIE PORTANT SUR DES SYSTEMES DISSYMETRIQUES EST EFFECTUEE AVEC DIVERS MODELES DE LA LITTERATURE.
Author: Michel Lagière
Publisher: Editions TECHNIP
ISBN: 2710807017
Category : Fluid mechanics
Languages : fr
Pages : 416
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Book Description
Cet ouvrage présente, sous la forme la plus didactique possible, toutes les notions de physique des fluides indispensables à la résolution des problèmes pratiques ou industriels classiques et des applications numériques à des exemples industriels facilitant la maîtrise de ces notions. Ces applications, présentées sous la forme d’exercices ou de problèmes, permettent d’étudier aussi bien des machines (compresseurs, turbines à gaz, soufflantes) que des installations (circuits frigorifiques, circuits de réfrigération d’eau, centrales thermiques, chaudières, climatiseurs). Elles montrent que les notions fondamentales présentées intéressent des secteurs aussi différents que le génie chimique, le génie pétrolier, la production d’énergie, la production de frigories ou la climatisation. Cet ouvrage est destiné aux étudiants en classes préparatoires aux Ecoles d’ingénieurs, aux techniciens supérieurs, aux diplômés d’Instituts universitaires de technologie et aux ingénieurs qui utilisent la physique des fluides. Contents : I. Rappel des définitions de termes et de grandeurs de base utilisés en physique industrielle des fluides. 1. Mécanique classique. 2. Hydrostatique. 3. Thermique. II. Caractéristiques et comportement des fluides. 4. Notions élémentaires sur la constitution de la matière. 5. Constituants des gaz naturels et des pétroles bruts. 6. Changements d’état des corps. 7. Propriétés principales des fluides. III. Propriétés énergétiques des fluides. 8. Propriétés des énergies considérées en physique industrielle des fluides. 9. Applications des lois de la thermodynamique aux fluides en mouvement. 10. Expressions des fonctions thermodynamiques. Applications au gaz parfait. 11. Expressions de la puissance de compression des gaz. 12. Applications à des cas particuliers des lois de la mécanique et des propriétés énergétiques des fluides. 13. Evolution de la température d’un fluide au cours de son transport dans une conduite. Index.
Author: Salim Benzaghou
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Languages : fr
Pages : 192
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Book Description
L'objet de ce travail est la modélisation des propriétés thermodynamiques de mélanges complexes et en particulier la détermination des équilibres de phases. Les mélanges auxquels nous nous intéressons font intervenir des molécules non sphériques (chaines longues et cycles), ramifiées, et associatives. L'approche proposée consiste en une étude systématique de familles de composes à l'aide d'une équation d'état SAFT (statistical associating fluid theory) en nous efforçant de minimiser le nombre de paramètres ajustables nécessaires et en donnant un moyen de prédire les équilibres de phases pour des systèmes similaires sans le recours à des nouvelles procédures d'ajustement des paramètres. Nous traitons d'abord la famille des alcanes linéaires purs jusqu'à N-C 3 8 avec 3 paramètres uniquement. En transposant ces paramètres aux methylalcanes, ethylalcanes, aux alcènes linéaires et branches ainsi qu'aux cycles satures et insaturés et en définissant un nombre d'atomes de carbone équivalent, la prédiction des pressions de vapeur et des volumes molaires de la phase liquide est réalisée. Les équilibres liquide-vapeur des mélanges binaires d'alcanes et d'alcènes symétriques et asymétriques en tailles sont prédits sans utiliser aucuns paramètres d'interaction binaire. Les résultats obtenus sont compares a ceux obtenus avec l'équation d'état sphct et l'équation d'état Peng-robinson. Nous traitons ensuite les équilibres liquide-vapeur de mélanges binaires Co 2/alcanes et Co 2/alcènes avec un seul jeu de paramètres d'interaction binaire pour chaque type de systeme. Le paramètre d'interaction binaire est indépendant de la température et de la taille de la molécule dans les deux cas. La famille des l-alcools est traitée avec 2 paramètres d'association après avoir transpose les paramètres d'alcanes linéaires pour les interactions entre groupements hydrocarbonés. En transposant ces paramètres aux alcools secondaires et branches et en utilisant le nombre d'atomes de carbone équivalent, la prédiction des pressions de vapeur et les volumes molaires de la phase liquide de ces systèmes sont effectuée. De plus, un premier essai de modélisation de la molécule d'eau est fait en transposant les paramètres d'association des alcools et en déterminant uniquement les paramètres non associatifs sur les données expérimentales de pression de vapeur et de volume molaire de la phase liquide. Les équilibres liquide-vapeur de mélanges binaires alcool/alcool et alcool/alcane sont prédits sans utiliser aucun paramètre d'interaction binaire. Les résultats obtenus sont compares à ceux obtenus avec l'équation d'état Peng-Robinson.
Author: Thomas Lafitte
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Languages : fr
Pages : 213
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Book Description
Dans ce travail, une nouvelle équation d’état basée sur l’approche théorique SAFT-VR (Statistical associating Fluid Theory for potential of variable range) adaptée à l’utilisation des potentiels Mie m-n, a été développée . L’utilisation de ce type de potentiel intermoléculaire afin de modéliser les interactions attractives et répulsives couplée avec une nouvelle méthode d’optimisation des paramètres moléculaires permet dorénavant une description précise des équilibres de phases et des propriétés dérivées de fluides complexes (compressibilité isotherme, coefficient d’expansion isobare, capacité calorifique, vitesse du son, phénomène d’inversion du coefficient de Joule-Thomson). Cette nouvelle équation a permis une très nette amélioration de l’estimation des propriétés de compressibilité des milieux liquides denses par rapport aux autres modèles disponibles dans la littérature. Comme espéré de par le fondement du modèle, les estimations des propriétés thermophysiques ne se dégradent pas dans le cas des composés de longue chaîne moléculaire, et les paramètres du modèle évoluent de manière cohérente avec la longueur de chaîne. Compte tenu des résultats satisfaisants obtenus pour les alcanes et de la possibilité d’intégrer dans le modèle un terme d’association, le domaine d’application a été étendu à aux composés associatifs. Des résultats majeurs viennent confirmer la consistance du modèle ; il s’agit de la prédiction du coefficient d’expansion isobare et de la capacité calorifique des alcools, propriétés aux comportements singuliers dans le cas des composés associés, souvent présentées comme un test discriminatoire pour les équations d’état.
Author: Michel Barret
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Languages : fr
Pages : 390
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Book Description
APRES AVOIR PASSE EN REVUE LES EQUATIONS D'ETAT ET LES CORRELATIONS LES PLUS COURAMMENT UTILISEES EN GENIE THERMIQUE, NOUS RAPPELONS LES RELATIONS CLASSIQUES DE THERMODYNAMIQUE QUI PERMETTENT DE CALCULER LES PARAMETRES ENTROPIE, ENTHALPIE ET CHALEURS MASSIQUES. POUR IMPLANTER CES CALCULS SUR MICRO-ORDINATEUR, NOUS METTONS ALORS AU POINT DES METHODES NUMERIQUES ORIGINALES. LA MISE EN PLACE DE CES MOYENS INFORMATIQUES DE CALCUL NOUS A PERMIS DE CONCEVOIR UN LOGICIEL D'AIDE AU DIMENSIONNEMENT DES INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES. CE LOGICIEL EST DIFFUSE SUR LE MARCHE FRANCAIS DEPUIS 1989. SA RAPIDITE ET SA SOUPLESSE D'UTILISATION PERMETTENT D'ETABLIR AISEMENT LE BILAN DE FONCTIONNEMENT D'UNE MACHINE FRIGORIFIQUE. UNE AUTRE APPLICATION DU NOYAU DE CALCUL MIS EN PLACE CONCERNE LE PROLONGEMENT D'UNE ETUDE ANTERIEURE SUR LE CALCUL DES SOUPAPES DE SURETE EN ECOULEMENT LIQUIDE-VAPEUR. APRES AVOIR ETABLI L'EXISTENCE D'UN PARAMETRE ADIMENSIONNEL CARACTERISTIQUE PERMETTANT D'ESTIMER LE DEBIT CRITIQUE, LES MOYENS EXPERIMENTAUX MIS EN UVRE POUR LE VALIDER SONT DECRITS ET LES RESULTATS COMMENTES.
Author: Anh Ha Le
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Languages : en
Pages : 226
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Book Description
Ce travail concerne les estimations a posteriori pour la simulation numérique, par des méthodes de volumes finis, de plusieurs modèles liés à la mécanique des fluides : le problème de Stokes stationnaire, l'équation de Darcy non-linéaire et l'équation de transport linéaire. De plus, un résultat concerant des inégalités de Poincaré discrètes sur des maillages bidimensionels quelconques est également présenté.
Author: Romain Bey
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Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Dans cette thèse, nous utilisons des outils de simulation moléculaire pour caractériser les propriétés thermodynamiques de fluides confinés dans des matrices solides nanométriques. Alors qu'à l'échelle macroscopique, les énergies libres de fluides au contact de solides sont décrites par des pressions et des tensions de surface qui sont respectivement des énergies libres volumiques et surfaciques, à l'échelle moléculaire plusieurs paramètres additionnels doivent être considérés. Parmi eux, l'énergie libre de la ligne triple séparant trois phases, la tension de ligne. Les valeurs de la tension de ligne ainsi que les méthodologies permettant de la mesurer sont débattues.Les outils de simulation moléculaire permettent d'étudier théoriquement la thermodynamique des surfaces et des lignes. Plusieurs méthodologies statistiques peuvent être mises en œuvre pour extraire les tensions de surface et de ligne à partir d'une trajectoire moléculaire simulée. Nous nous intéressons en particulier à la méthodologie mécanique, qui consiste à mesurer les contraintes relatives à l'étalement quasi-statique d'un fluide sur un solide.Dans une première partie, nous étudions les expressions microscopiques des contraintes de mouillage à une interface solide-fluide plane. Dans le cas d'un solide latéralement homogène, l'application du théorème du viriel à un film liquide infini sans considération de la région séparant les surfaces mouillées et sèches permet de mesurer les forces relatives à l'extension du film sur un solide sec. Lorsque des hétérogénéités sont présentes à la surface du solide, cette méthodologie néglige des forces concentrées dans la région de la ligne triple. La comparaison de différentes méthodologies de mesure des tensions de surface indique que les termes ainsi négligés sont potentiellement importants dans le cas d'une forte rugosité.Dans une deuxième partie, nous nous concentrons sur des solides sans hétérogénéité tangentielle. Nous développons une méthodologie de mesure de l'énergie libre d'une interface fluide-fluide confinée et de sa tension de ligne qui s'appuie sur la considération des différentes contraintes fluides. Nous simulons des fluides de Van der Waals et de l'eau en équilibre liquide-vapeur, confinés dans des solides de différentes natures. Nous montrons que le concept de tension de ligne est robuste jusqu'à des confinements de quelques diamètres moléculaires. Les valeurs de tension de ligne mesurées sont cohérentes avec différentes approches théoriques, résolvant certains résultats paradoxaux de la littérature.Dans une troisième partie, nous appliquons la méthodologie mécanique à l'étude d'un mélange liquide-gaz confiné. Nous simulons des solvants et des solutés de Van der Waals ainsi que de l'eau avec du dioxyde de carbone. Différentes adsorptions sont observées, relatives aux surfaces mais également à la ligne triple. L'énergie libre de l'interface confinée s'en trouve fortement impactée. L'effet de l'adsorption sur la tension de ligne peut être modélisé par un équivalent linéique de l'équation d'adsorption de Gibbs surfacique.
Author: Wahabou Abdoul
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Languages : fr
Pages : 271
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Book Description
CETTE METHODE EST ISSUE DE LA COMBINAISON D'UN MODELE DE FONCTIONS D'EXCES FONDE SUR L'APPROXIMATION D'ORDRE ZERO DE LA THEORIE QUASI-RETICULAIRE DE GUGGENHEIM ET DE L'EQUATION D'ETAT DE PENG-ROBINSON. SOUS BASSE PRESSION, ELLE DONNE UNE REPRESENTATION DES EQUILIBRES LIQUIDE-VAPEUR DES MELANGES D'HYDROCARBURES AVEC UNE PRECISION MOYENNE DE L'ORDRE DE UN POUR CENT, ET UNE RESTITUTION CONVENABLE DE LEURS EFFETS THERMIQUES. DANS LE CAS DES MELANGES SOUS PRESSION, HYDROCARBURE-HYDROCARBURE, HYDROCARBURE-FLUIDE SUPERCRITIQUE, ELLE APPORTE UN GAIN DE PRECISION NOTABLE DANS LA PREDICTION DES EQUILIBRES LIQUIDE-VAPEUR, PAR RAPPORT A LA PROCEDURE CLASSIQUE A PARAMETRES D'INTERACTION BINAIRE CONSTANTS, EN PARTICULIER POUR LES SYSTEMES ALCANE-ALCANE DE TYPE "LOURD-LEGER
Author: CHEIKH BAYE.. OULD MOULAYE
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Languages : fr
Pages : 265
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Book Description
LE CALCUL DES PROPRIETES THERMODYNAMIQUES ET D'EQUILIBRE DES CORPS PURS IMPLIQUES DANS LES PROCEDES BIOLOGIQUES ET ALIMENTAIRES A ETE REALISE DANS UN SOUCI DE COHERENCE AU PLAN THERMODYNAMIQUE. UNE BASE DE DONNEES RELATIVES A CES CORPS A ETE CONSTRUITE ET UTILISEE POUR CALCULER LES PROPRIETES DES MELANGES. LES DONNEES DISPONIBLES SONT EXPRIMEES DANS DIFFERENTS ETATS STANDARD ET LEUR HOMOGENEISATION NECESSITE DE POUVOIR PASSER D'UN ETAT STANDARD A UN AUTRE. CECI EST POSSIBLE SI L'ON SAIT CALCULER LES COEFFICIENTS D'ACTIVITE DES ESPECES EN SOLUTION DE FACON FIABLE. UNE ETUDE CRITIQUE A CONDUIT A LA SELECTION D'UN MODELE DE COEFFICIENTS D'ACTIVITE SIMPLE, VALABLE POUR UN DOMAINE DE CONCENTRATION REDUIT, MAIS QUI PRESENTE UN ASPECT PREDICTIF INDISPENSABLE LORSQU'ON TRAITE DE MOLECULES COMPLEXES POUR LESQUELLES ON DISPOSE DE PEU DE DONNEES EXPERIMENTALES. LA COMPLEXITE DES MILIEUX NECESSITE DE POUVOIR TRAITER SIMULTANEMENT DES EQUILIBRES CHIMIQUES (DISSOCIATION, COMPLEXATION, OXYDOREDUCTION, ) ET DES EQUILIBRES PHYSIQUES (LIQUIDE-VAPEUR, SOLUBILITE, ). ON DEMONTRE QUE CECI EST POSSIBLE SI L'ON DISPOSE DE DONNEES D'ENTHALPIES LIBRES, D'ENTHALPIES ET DE CAPACITES CALORIFIQUES FIABLES. UN TRAVAIL IMPORTANT DE COLLECTE ET DE RECONCILIATION DE DONNEES ISSUES DES DIFFERENTS TYPES D'EQUILIBRES A PERMIS DE TRAITER DE FACON COHERENTE LES PROPRIETES DE COMPOSES BIOLOGIQUES (ACIDES AMINES, ACIDES CARBOXYLIQUES, CARBOHYDRATES, NUCLEOTIDES, NUCLEOSIDES, ). DES METHODES DE PREDICTION DES DONNEES MANQUANTES ONT ETE PRESENTEES. PARTANT DES PROPRIETES DE FORMATION DES COMPOSES A L'ETAT DE REFERENCE, LES GRANDEURS ASSOCIEES A DES REACTIONS ENZYMATIQUES ONT ETE DETERMINEES DANS DES CONDITIONS PROCHES DES CONDITIONS RENCONTREES DANS DES CELLULES IN VIVO ; ELLES PERMETTENT DE MIEUX ANALYSER LE COMPORTEMENT DE LEUR METABOLISME CENTRAL.
